JP6887610B2 - 暖房便座装置 - Google Patents

Description

本発明は、暖房便座装置に関する。

特許文献１は、少ない消費電力で効率の良い暖房を行うことができる便座装置を開示する。特許文献１に開示された便座装置は、着座面を有する便座ケーシングと、着座面を加熱する加熱手段を備える。便座ケーシングは、熱伝導性に優れているマグネシウム合金により形成されている。よって、便座装置の不使用時に着座面の温度が低い状態であっても、加熱手段の発生する熱により急激に着座面を昇温することができる。この結果、待機電力を少なくできるため、少ない消費電力で効率の良い暖房を行うことができる。

特許文献２は、省エネルギー化を図ることができる暖房便座装置を開示する。特許文献２の暖房便座装置は、人が着座する着座面を有する便座上板、便座上板と接合され便座の底面を形成する便座底板、便座上板と便座底板との間に形成された空洞部に配置される加熱手段を備える。便座上板は、樹脂により形成された表面部と、表面部の下面に密接し表面部を下方から支える補強部を有する。補強部は、補強材料を含有させるなど特殊な材料により形成される。補強部を備えることで表面部の厚さを薄くできるので、便座上板の熱容量が小さくなることから昇温性能をより高くできる。よって、待機時の便座温度をより低く設定し、待機電力を少なくできる。この結果、省エネルギー化を図ることができる。

特開２００３−３１０４８５号公報 特開２０１２−５０６８０号公報

特許文献１及び２は、待機時の便座温度をより低くするために特殊な材料を用いて便座を形成しているため、コスト増につながる。特殊な材料を用いずに通常の樹脂材料を用いて便座を形成することで、コスト増を抑制できるが、このような便座では一定の設定温度に維持する必要があり、待機時の便座温度を低く設定することができない。このため、待機電力が多くなることで消費電力が多くなる。また、便座における着座面を有する部分と有さない部分において材料が異なる。よって、便座の部分ごとに違う材料を用いて形成された便座の継ぎ目部には隙間ができるため、隙間に汚れが付着するおそれがある。

本発明によれば、上述した課題に鑑み、コスト増を抑制でき、消費電力を抑え、清潔性を保つことができる暖房便座装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る暖房便座装置は、使用者が着座する着座面を形成する便座上板と 、便座の底面を形成する便座底板と、を有する便座と、前記着座面を加熱する加熱手段と、前記使用者を検知する検知手段と、外気温度を計測する外気温センサと、を備え、前記便座上板及び前記便座底板のそれぞれは樹脂材料を含んで形成され、前記便座上板と前記便座底板が溶着により互いに接合され、前記検知手段により前記使用者を検知していない場合は、待機温度に前記便座の前記着座面がなるように保温し、前記検知手段により前記使用者を検知した場合は、前記待機温度よりも高い設定温度に前記便座の前記着座面がなるように、前記加熱手段により前記着座面を加熱するとともに、前記外気温センサにより外気温が取得され、前記着座面の温度が前記待機温度以下のときに前記検知手段により前記使用者が検知された場合、前記外気温度によって予め設定された時間において最大出力で前記加熱手段により前記着座面を加熱する制御をし、最大出力で前記加熱手段を制御した後は前記外気温度及び前記着座面の温度と前記設定温度との差から予め設定された前記加熱手段の出力と前記加熱手段の通電時間により、前記加熱手段の出力を徐々に下げるように前記加熱手段を制御し、前記着座面の温度が前記待機温度よりも高いときに前記検知手段により前記使用者が検知された場合、前記外気温度及び前記着座面の温度と前記設定温度との差から予め設定された前記加熱手段の出力と前記加熱手段の通電時間により、前記設定温度になるように前記加熱手段を制御し、前記加熱手段の上限温度に基づき加熱を停止させる。

このような構成によれば、便座上板と便座底板はいずれも、樹脂材料を含んで形成される。よって、便座上板と便座底板を特殊な材料を用いて形成する場合と比べて、コストを抑制できる。検知手段により使用者を検知していない場合は、設定温度よりも低い待機温度になるように便座を保温し、検知手段により使用者を検知した場合に加熱するので、便座を常に設定温度に保温する場合と比べて待機電力を抑制できる。よって、消費電力を抑制することができる。加熱手段には上限温度が設定されており、上限温度を超えた場合は加熱を停止し加熱手段を保護する。よって、加熱手段自身の熱によって加熱手段が劣化し製品寿命の低下を防ぐことができる。便座上板と便座底板が溶着により接合されることで、接合部分には隙間をなくすことができるため、便座上板と便座底板の間に汚れが付着するのを抑制できる。よって、清潔性を保つことができる。

上記暖房便座装置において、前記便座上板及び前記便座底板の材質の熱伝導率は、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、前記熱伝導率に基づいて前記待機温度に前記便座の前記着座面がなってもよい。

このような構成によれば、便座上板と便座底板の材質の熱伝導率を１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ ）以下とし、便座の着座面の待機温度を熱伝導率に基づいた温度にすることで、コストの高い高熱伝導率の材料を用いることがないため、コストを抑制することができる。

上記暖房便座装置において、前記便座上板及び前記便座底板は、熱可塑性樹脂を用いて形成されてもよい。

このような構成によれば、熱可塑性樹脂を用いて便座上板と便座底板を形成することで、便座上板と便座底板を溶着しやすくできる。

上記暖房便座装置において、前記待機温度は、２９．５±２．０℃に設定してもよい。

このような構成によれば、使用者が便座に着座して不快と感じない程度の温度（２９．５±２．０℃）に待機温度を設定する。使用者が着座したことを検知してから加熱を開始するため設定温度となるまでには一定の時間を要する。このため、従来の暖房便座装置において、２９．５±２．０℃より低い温度に待機温度を設定した場合、使用者が着座したタイミングで設定温度に届かず、使用者が不快に感じるおそれがある。本発明の暖房便座装置は、２９．５±２．０℃に待機温度を設定することで、使用者が着座したタイミングで既に便座の温度が不快と感じない温度であるため、使用者が快適に着座できる。また、２９．５±２．０℃よりも高い温度に設定する場合と比べて消費電力を抑制することができる。

上記暖房便座装置において、前記検知手段は、前記使用者が前記便座に着座したか否かを検知する着座センサを用いる。

このような構成によれば、使用者の着座を検知する着座センサを検知手段に用いる。従来の暖房便座装置は、着座センサにより使用者が着座したことを検知したときに、制御部は洗浄機能などを作動させる。このため、使用者の着座を検知する着座センサを用いることで、使用者が着座していないときに洗浄機能などの誤作動を防止できる。従来の暖房便座装置において、便座温度を瞬間で温めることができる装置では、上記した着座センサに加えて空間検知センサをさらに備えている。空間検知センサは、使用者がトイレ空間に入ったことを検知する。空間検知センサにより使用者がトイレ空間に入ったことを検知してから加熱ヒータの昇温を開始し、使用者の着座タイミングまでに便座を温める。これによって、待機温度をより低く設定し消費電力を抑えることができると共に、使用者が着座したタイミングにおいて不快と感じない程度の温度に便座温度を上昇させることができる。それに対して本発明の暖房便座装置は、着座センサのみを用いて、誤作動防止と使用者の検知を実現することができる。すなわち、空間検知センサを用いる必要がないため空間検知センサと着座センサの両方を用いる場合と比べて、コストを抑制できる。

本発明によれば、コスト増を抑制でき、消費電力を抑え、清潔性を保つことができる暖房便座装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る暖房便座装置の斜視図。 本発明の実施形態に係る断面図。 本発明の実施形態に係る加熱ヒータの制御方法。 本発明の実施形態に係る加熱ヒータの制御方法。 本発明の実施形態に係る加熱ヒータの制御方法。 本発明の実施形態に係る加熱ヒータの制御方法。

以下、暖房便座装置１の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る暖房便座装置１の斜視図である。図１に示すように暖房便座装置１は、便座１０、本体部２０、着座センサ２１、操作部２２を備える。さらに、暖房便座装置１は、制御部（不図示）を備える。本体部２０は、使用者が便座１０に着座する側の後方において便器（不図示）に取り付けられ、便座１０の開閉駆動を行う開閉機構を内部に備える。着座センサ２１（検知手段）は、本体部２０に備えられ、使用者の着座を検知する。着座センサ２１の検出結果は、制御部（不図示）に入力される。操作部２２は、各種スイッチが備えられている。使用者がスイッチを押すと、各種スイッチに対応した指令信号を制御部（不図示）に入力される。

図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図を示す。便座１０は、便座上板１１と、便座上板１１の下方に配置される便座底板１４を備える。便座上板１１は、下面部分に加熱ヒータ１３（加熱手段）を備える。便座上板１１と便座底板１４は、溶着により接合される。便座上板１１と便座底板１１が溶着により接合されることで、便座上板１１と便座底板１４が溶着により接合された部分に隙間がないため、便座上板１１と便座底板１４の間に汚れが付着するのを抑制できる。よって、清潔性を保つことができる。便座上板１１と便座底板１４の材料は、ポリプロピレンを用いる。よって、便座上板１１と便座底板１４を別材料で形成する場合と比べて、コスト増を抑制できる。また、ポリプロピレンは熱可塑性樹脂であるため、便座上板１１と便座底板１４を溶着しやすくできる。そして、便座上板１１と便座底板１４の材質の熱伝導率を１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とする。熱伝導率を１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることでコストが高い高熱伝導率の材料を用いることがないためコスト増を抑制することができる。加熱ヒータ１３は、便座上板１１における使用者が着座する着座面１２を加熱する。加熱ヒータ１３の消費電力は、５０〜５００Ｗ程度である。

制御部（不図示）による加熱ヒータ１３の制御方法を以下に説明する。着座センサ２１により使用者が着座したことを検知していない場合と、便座１０の温度が待機温度以下であるとき又は便座１０の温度が待機温度より高いときに検知した場合の加熱ヒータ１３の制御方法の詳細を示す。

着座センサ２１により使用者が着座したことを検知していない場合は、便座１０の温度が待機温度になるように加熱ヒータ１３を制御する。待機温度は、使用者が便座１０に着座して不快と感じない程度の温度に設定する。例えば外気温度が５℃の場合は、２９．５±２．０℃に待機温度を設定する。待機温度は、使用者が便座１０に着座して不快と感じない程度の温度になるように外気温度に合わせて設定されるようにしてもよい。

図３は、便座１０の温度が待機温度以下のときに着座センサ２１により使用者が着座したことを検知した場合の加熱ヒータ１３の制御方法を示す。図３に示すように、一定時間において最大出力で加熱ヒータ１３を制御する。最大出力で加熱ヒータ１３を制御した後は、便座１０の温度と設定温度の差から予め設定されたヒータ出力とヒータ通電時間により、ヒータ出力を徐々に下げるように加熱ヒータ１３を制御する。図４に示すように、便座１０の温度が設定温度に達すると、便座１０の温度を設定温度に維持できるように加熱ヒータ１３をフィードバック制御する。図５は、便座１０の温度が待機温度より高いときに着座センサ２１により使用者が着座したことを検知した場合の加熱ヒータ１３の制御方法を示す。図５に示すように、便座１０の温度と設定温度の差から予め設定されたヒータ出力とヒータ通電時間により、設定温度になるように加熱ヒータ１３を制御する。図６に示すように、ヒータ上限温度をヒータ温度が超えた場合は、ヒータ出力をオフにする又は、ヒータ上限温度を超えないように加熱ヒータ１３を制御する。また、制御部（不図示）により使用者が便座１０から脱座したことを検知する場合においても、加熱ヒータ１３への通電をオフにする又は、待機温度まで下がるように加熱ヒータ１３を制御する。

使用者が着座したことを検知してから加熱を開始するため設定温度となるまでには一定の時間を要する。このため、従来の暖房便座装置において、２９．５±２．０℃より低い温度に待機温度を設定した場合、使用者が着座したタイミングで設定温度に届かず、使用者が不快に感じるおそれがある。本実施形態の暖房便座装置１は、２９．５±２．０℃に待機温度を設定することで、使用者が着座したタイミングで既に便座１０の温度が不快と感じない温度であるため、使用者が快適に着座できる。また、２９．５±２．０℃よりも高い温度に設定する場合と比べて消費電力を抑制することができる。

従来の暖房便座装置は、着座センサを備えている。着座センサは、使用者の着座を検知する。着座センサにより使用者が着座したことを検知したときに、制御部は洗浄機能などを作動させる。このため、使用者が着座していないときに洗浄機能などの誤作動を防止できる。従来の暖房便座装置において、さらに便座温度を瞬間で温めることができる装置では、上記した着座センサに加えて空間検知センサをさらに備えている。空間検知センサは、使用者がトイレ空間に入ったことを検知する。空間検知センサにより使用者がトイレ空間に入ったことを検知してから加熱ヒータの昇温を開始し、使用者の着座タイミングまでに便座を温める。これによって、待機温度をより低く設定し消費電力を抑えることができると共に、使用者が着座したタイミングにおいて不快と感じない程度の温度に便座温度を上昇させることができる。それに対して本実施形態の暖房便座装置１は、着座センサ２１のみを用いて、誤作動防止と使用者の検知を実現することができる。すなわち、空間検知センサを用いる必要がないため空間検知センサと着座センサ２１を用いる場合と比べて、コスト増を抑制できる。

以上詳述したように、本実施形態によれば以下に示す効果を得る。
（１）便座上板１１と便座底板１４はいずれも、樹脂材料を含んで形成される。よって、便座上板１１と便座底板１４を特殊な材料を用いて形成する場合と比べて、コストを抑制できる。検知手段により使用者を検知していない場合は、設定温度よりも低い待機温度になるように便座１０を保温し、検知手段により使用者を検知した場合に加熱するので、便座１０を常に設定温度に保温する場合と比べて待機電力を抑制できる。よって、消費電力を抑制することができる。便座上板１１と便座底板１４が溶着により接合されることで、接合部分には隙間をなくすことができるため、便座上板１１と便座底板１４の間に汚れが付着するのを抑制できる。よって、清潔性を保つことができる。
（２）便座上板１１と便座底板１４の材質の熱伝導率を１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることで、コストの高い高熱伝導率の材料を用いることがないため、コストを抑制することができる。
（３）熱可塑性樹脂を用いて便座上板１１と便座底板１４を形成することで、便座上板１１と便座底板１４を溶着しやすくできる。
（４）使用者が着座したことを検知してから加熱を開始するため設定温度となるまでには一定の時間を要する。このため、従来の暖房便座装置において、２９．５±２．０℃より低い温度に待機温度を設定した場合、使用者が着座したタイミングで設定温度に届かず、使用者が不快に感じるおそれがある。本実施形態の暖房便座装置１は、２９．５±２．０℃に待機温度を設定することで、使用者が着座したタイミングで既に便座の温度が不快と感じない温度であるため、使用者が快適に着座できる。また、２９．５±２．０℃よりも高い温度に設定する場合と比べて消費電力を抑制することができる。
（５）従来の暖房便座装置は、着座センサを備えている。着座センサは、使用者の着座を検知する。着座センサにより使用者が着座したことを検知したときに、制御部は洗浄機能などを作動させる。このため、使用者が着座していないときに洗浄機能などの誤作動を防止できる。従来の暖房便座装置において、便座温度を瞬間で温めることができる装置では、上記した着座センサに加えて空間検知センサをさらに備えている。空間検知センサは、使用者がトイレ空間に入ったことを検知する。空間検知センサにより使用者がトイレ空間に入ったことを検知してから加熱ヒータの昇温を開始し、使用者の着座タイミングまでに便座を温める。これによって、待機温度をより低く設定し消費電力を抑えることができると共に、使用者が着座したタイミングにおいて不快と感じない程度の温度に便座温度を上昇させることができる。それに対して本実施形態の暖房便座装置１は、着座センサ２１のみを用いて、誤作動防止と使用者の検知を実現することができる。すなわち、空間検知センサを用いる必要がないため空間検知センサと着座センサ２１の両方を用いる場合と比べて、コスト増を抑制できる。
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態では加熱ヒータ１１は、便座上板１１の下面部分に備えるとしたが本発明はこれに限定されない。加熱ヒータ１１は、便座１０の着座面１１を加熱する位置に備えればよい。

上述した実施の形態では着座センサ２１は本体部２０に備えられているが、本発明はこれに限定されない。着座センサ２１は、操作部２２の便座１０側又は便座１０内部に備えてもよい。

上述した実施の形態では便座上板１１と便座底板１４の材料は、ポリプロピレンを用いるとしたが本発明はこれに限定されない。便座上板１１と便座底板１４は、ポリプロピレン以外の熱可塑性樹脂又は２種類以上の熱可塑性樹脂を混ぜた材料を用いて形成されてもよい。

上述した実施の形態に便座上板１１と便座底板１４を形成する材料に熱伝導率を調整する添加剤を混ぜて便座上板１１と便座底板１４の材質の熱伝導率を１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下としてもよい。

上述した実施の形態では検知手段に着座センサ２１を用いたが、空間検知センサを用いてもよい。検知手段に空間検知センサを用いた場合の加熱ヒータ１３の制御を以下のようにしてもよい。空間検知センサにより使用者がトイレ空間に入ったことを検知していない場合は、待機温度に着座面１２がなるように加熱ヒータ１１を制御する。空間検知センサにより使用者がトイレ空間に入ったことを検知した場合は、待機温度よりも高い設定温度に着座面１２がなるように加熱ヒータ１３を制御する。

上述した実施の形態では待機温度は、使用者が便座１０に着座して不快と感じない程度の温度（例えば、２９．５±２．０℃）に設定するとしたが本発明はこれに限定されない。待機温度は、操作部２２のスイッチを押すことで使用者が任意に設定してもよい。

上述した実施の形態に便蓋を備えてもよい。便蓋は、本体部２０に備えられ、開閉可能に取り付けられている。

上述した実施の形態に外気温センサを備えてもよい。外気温センサは、本体部２０に備えられ、外気温度を計測する。外気温センサを備えた暖房便座装置１は、便座１０の温度が待機温度以下であるとき又は便座の１０温度が待機温度より高いときに検知した場合の加熱ヒータ１３の制御方法を以下のようにしてもよい。便座１０の温度が待機温度以下のときに着座センサ２１により使用者が着座したことを検知した場合は、外気温度によって予め設定された時間において最大出力で加熱ヒータ１３を制御する。最大出力で加熱ヒータ１３を制御した後は、外気温度及び便座１０の温度と設定温度の差から予め設定されたヒータ出力とヒータ通電時間により、ヒータ出力を徐々に下げるように加熱ヒータ１３を制御する。便座１０の温度が待機温度より高いときに着座センサ２１により使用者が着座したことを検知した場合は、外気温度及び便座１０の温度と設定温度の差から予め設定されたヒータ出力とヒータ通電時間により、設定温度になるように加熱ヒータ１３を制御する。

１：暖房便座装置
１０：便座
１１：便座上板
１２：着座面
１３：加熱ヒータ（加熱手段）
１４：便座底板
２０：本体部
２１：着座センサ（検知手段）
２２：操作部

Claims (5)

1. 使用者が着座する着座面を形成する便座上板と、便座の底面を形成する便座底板と、と有する便座と、
   前記着座面を加熱する加熱手段と、
   前記使用者を検知する検知手段と、
   外気温度を計測する外気温センサと、を備え、
   前記便座上板及び前記便座底板のそれぞれは樹脂材料を含んで形成され、
   前記便座上板と前記便座底板が溶着により互いに接合され、
   前記検知手段により前記使用者を検知していない場合は、待機温度に前記便座の前記着座面がなるように保温し、
   前記検知手段により前記使用者を検知した場合は、前記待機温度よりも高い設定温度に前記便座の前記着座面がなるように、前記加熱手段により前記着座面を加熱するとともに、
   前記外気温センサにより外気温が取得され、前記着座面の温度が前記待機温度以下のときに前記検知手段により前記使用者が検知された場合、前記外気温度によって予め設定された時間において最大出力で前記加熱手段により前記着座面を加熱する制御をし、
   最大出力で前記加熱手段を制御した後は前記外気温度及び前記着座面の温度と前記設定温度との差から予め設定された前記加熱手段の出力と前記加熱手段の通電時間により、前記加熱手段の出力を徐々に下げるように前記加熱手段を制御し、
   前記着座面の温度が前記待機温度よりも高いときに前記検知手段により前記使用者が検知された場合、前記外気温度及び前記着座面の温度と前記設定温度との差から予め設定された前記加熱手段の出力と前記加熱手段の通電時間により、前記設定温度になるように前記加熱手段を制御し、
   前記加熱手段の上限温度に基づき加熱を停止させることを特徴とする暖房便座装置。
2. 前記便座上板及び前記便座底板の材質の熱伝導率は、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、
   前記熱伝導率に基づいて前記待機温度に前記便座の前記着座面がなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の暖房便座装置。
3. 前記便座上板及び前記便座底板は、熱可塑性樹脂を用いて形成される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の暖房便座装置。
4. 前記待機温度は、２９．５±２．０℃に設定される
   ことを特徴とする請求項１〜３に記載の暖房便座装置。
5. 前記検知手段は、前記使用者が前記便座に着座したか否かを検知する着座センサを用いる
   ことを特徴とする請求項１〜４に記載の暖房便座装置。

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